解读TI 70W BLDC电机驱动器:小尺寸、低噪声是如何实现的?
2021-09-22 14:07来源:未知
【摘要】
BLDC (Brushless Direct Current,无刷直流)电机克服了有刷直流电机的先本性缺点,以电子 换向器 代替了机械换向器,具有体积
BLDC(Brushless Direct Current,无刷直流)电机克服了有刷直流电机的先本性缺点,以电子换向器代替了机械换向器,具有体积小、重量轻、噪声小、转矩特点好、启动转矩大年夜等长处,在家电、汽车、工业、航空等范畴有广泛的应用。
近日,德州仪器(TI)推出业内先辈的70W无刷直流(BLDC)电机驱动器,用于供给无需编程、无传感器的梯形和磁场定向控制(FOC),产品编号为MCF8316A和MCT8316A。
个中,MCF8316A为无传感器磁场定向控制电机驱动器,可智能地提取电机参数,使设计人员可以或许快速调优电机,同时供给一致的体系机能,而不受电机制造差别的影响;MCT8316A为无传感器梯形控制电机驱动器,可以达到最大年夜3.5kHz的电机频率,比任何其他无需编程的无传感器电机驱动器都快,设计人员仅需五个硬件引脚即可对电机进行调优。
在实际应用中,交换感应电机会有功率因数滞后,轻载功率因数低,调速机能稍差等缺点,是以今朝家电的设计正在从交换感应电机向BLDC电机过渡。TI电机驱动器营业部分总经理Kannan Soundarapandian表示,从交换感应电机过渡到BLDC电机可降低功耗,同时也带来了挑衅,包含延长了设计周期,增长了电路板尺寸,以及进步了体系成本。
他指出,对于上述挑衅,TI 70W BLDC电机驱动器进行了专门的优化。
为懂得决研发周期长这一挑衅,TI 70W BLDC电机驱动器不须要编程,不须要软件开辟的周期。当然,针对这一机能优化,Kannan Soundarapandian也直言:“固定的软件意味着已经编好不克不及再改变,所以它带来的问题是很难优化机能。同时,在产品的一致性上,要把一个电机控制好,除了算法,和电机本身也是有必定关系。”
针对电路板尺寸增长这一点,TI 70W BLDC电机驱动器进行了一项立异。过往,在设计BLDC电机体系时,因为体系比较复杂,驱动至少包含三个部分:MCU、MOSFET功率器件、门级驱动,设计人员须要的硬件电路板、器件会异常多,电路板尺寸也会变大年夜。TI 70W BLDC电机驱动器将驱动部分全部集成在一款芯片里,周边的器件由28个降低为10个,电路板尺寸降低70%。
经由过程Kannan Soundarapandian的描述,TI 70W BLDC电机驱动器对于体系成本的降低重要表如今两个方面:起首是器件集成大年夜幅降低了外围器件的成本消费,包含响应的材料成本;其次是因为无需编程,大年夜大年夜降低了客户的开辟周期。
在此他特别举例称,根据经验数据,一个资深的电气工程师要去调谐一个电机须要花费数周或数月,借助我们的新品,可以把这个时光缩短到10分钟。
Kannan Soundarapandian指出,在厨房一开搅拌机声音异常大年夜,可以或许达到100dBA,根本我们身边的家电都邑发出噪声,若何改良是一个重要的课题。TI享有专利的周详主动逝世区时光补偿可降低现有应用中的噪声;器件在驱动笔记本电脑电扇时,可将噪声降低多达2 dBA。
在实现方法上,MCF8316A中便包含这项获得专利的周详主动逝世区时光补偿技巧,可补偿电流掉真,使工程师可以或许优化电机声学机能。MCT8316A包含不合的梯形控制技巧,设计人员可以应用这些技巧来降低电机噪声。
同时,TI 70W BLDC电机驱动器还可以或许加快体系响应。在这方面,Kannan Soundarapandian介绍称,因为采取了及时控制,TI 70W BLDC电机驱动器可认为扫地机械人等须要快速及时控制的应用供给高达3.5 kHz的电机速度。比如说假如我们驱动一个BLDC电机,它是单极性的,3.5kHz的电机速度事实上已经对应履新不多21万转。这种高速的输出功能对吸尘器或者无人机等等器件都是异常重要的功能。
当然,Kannan Soundarapandian也强调说,因为TI 70W BLDC电机驱动器内部集成的功能很多,异常实用于各类不合的电机,因为它可以提取不合的电机参数。所以,对于水泵、油泵、风机等异常多的应用范畴都可以广泛地应用到。
近日,德州仪器(TI)推出业内先辈的70W无刷直流(BLDC)电机驱动器,用于供给无需编程、无传感器的梯形和磁场定向控制(FOC),产品编号为MCF8316A和MCT8316A。
个中,MCF8316A为无传感器磁场定向控制电机驱动器,可智能地提取电机参数,使设计人员可以或许快速调优电机,同时供给一致的体系机能,而不受电机制造差别的影响;MCT8316A为无传感器梯形控制电机驱动器,可以达到最大年夜3.5kHz的电机频率,比任何其他无需编程的无传感器电机驱动器都快,设计人员仅需五个硬件引脚即可对电机进行调优。
解决BLDC电机设计的传统难题
在电机范畴,交换感应电机是应用广泛的“传统电机”之一,在包含洗衣机、吸尘器、电扇在内的“扭转型家电产品”中有着很长的应用汗青。交换感应电机的工作道理是将转子置于扭转磁场中,在扭转磁场的感化下,获得一个迁移转变力矩,因而转子迁移转变。在实际应用中,交换感应电机会有功率因数滞后,轻载功率因数低,调速机能稍差等缺点,是以今朝家电的设计正在从交换感应电机向BLDC电机过渡。TI电机驱动器营业部分总经理Kannan Soundarapandian表示,从交换感应电机过渡到BLDC电机可降低功耗,同时也带来了挑衅,包含延长了设计周期,增长了电路板尺寸,以及进步了体系成本。
他指出,对于上述挑衅,TI 70W BLDC电机驱动器进行了专门的优化。
为懂得决研发周期长这一挑衅,TI 70W BLDC电机驱动器不须要编程,不须要软件开辟的周期。当然,针对这一机能优化,Kannan Soundarapandian也直言:“固定的软件意味着已经编好不克不及再改变,所以它带来的问题是很难优化机能。同时,在产品的一致性上,要把一个电机控制好,除了算法,和电机本身也是有必定关系。”
针对电路板尺寸增长这一点,TI 70W BLDC电机驱动器进行了一项立异。过往,在设计BLDC电机体系时,因为体系比较复杂,驱动至少包含三个部分:MCU、MOSFET功率器件、门级驱动,设计人员须要的硬件电路板、器件会异常多,电路板尺寸也会变大年夜。TI 70W BLDC电机驱动器将驱动部分全部集成在一款芯片里,周边的器件由28个降低为10个,电路板尺寸降低70%。
经由过程Kannan Soundarapandian的描述,TI 70W BLDC电机驱动器对于体系成本的降低重要表如今两个方面:起首是器件集成大年夜幅降低了外围器件的成本消费,包含响应的材料成本;其次是因为无需编程,大年夜大年夜降低了客户的开辟周期。
在此他特别举例称,根据经验数据,一个资深的电气工程师要去调谐一个电机须要花费数周或数月,借助我们的新品,可以把这个时光缩短到10分钟。
让家用电器拥有更好的机能
TI 70W BLDC电机驱动器一个重要的应用范畴就是家用电器,比吹风机、水泵、电扇、吸尘器等。在家电范畴,尤其是小家电偏向,噪音是一个异常重要的指标,TI 70W BLDC电机驱动器对此进行了专门的优化。Kannan Soundarapandian指出,在厨房一开搅拌机声音异常大年夜,可以或许达到100dBA,根本我们身边的家电都邑发出噪声,若何改良是一个重要的课题。TI享有专利的周详主动逝世区时光补偿可降低现有应用中的噪声;器件在驱动笔记本电脑电扇时,可将噪声降低多达2 dBA。
在实现方法上,MCF8316A中便包含这项获得专利的周详主动逝世区时光补偿技巧,可补偿电流掉真,使工程师可以或许优化电机声学机能。MCT8316A包含不合的梯形控制技巧,设计人员可以应用这些技巧来降低电机噪声。
同时,TI 70W BLDC电机驱动器还可以或许加快体系响应。在这方面,Kannan Soundarapandian介绍称,因为采取了及时控制,TI 70W BLDC电机驱动器可认为扫地机械人等须要快速及时控制的应用供给高达3.5 kHz的电机速度。比如说假如我们驱动一个BLDC电机,它是单极性的,3.5kHz的电机速度事实上已经对应履新不多21万转。这种高速的输出功能对吸尘器或者无人机等等器件都是异常重要的功能。
当然,Kannan Soundarapandian也强调说,因为TI 70W BLDC电机驱动器内部集成的功能很多,异常实用于各类不合的电机,因为它可以提取不合的电机参数。所以,对于水泵、油泵、风机等异常多的应用范畴都可以广泛地应用到。
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